数控机床

　刀具技术最新的发展趋势为——铝材加工：端面铣削；模具钢的加工：采用高进给率的铣削加工。　　今天的机加工市场需要高效率和高经济性，而模具制造行业对此并不感到新奇。目前，模具制造商不但面临着经济下滑的困难形势，而且还面临着全球激烈的市场竞争，他们需要为这个市场加工零件，而他们用于加工这些零件的机床和材料却变得更加复杂。　

   　随着技术的迅速发展，人们可能会忽略市场上所提供的不同产品。虽然硬质合金刀具的制造商正在不断地改变刀具的几何形状，以及提升技术，但对于模具制造商而言，市场上有多种刀具可供他们的选择，以满足应用的需求。对于能够加工多种材料和适用于不同应用领域的铣刀而言，它们将随着特定的应用目的而发生变化。以下内容是有关刀具技术的发展趋势、目前市场上所提供的不同产品，以及它们的应用范围和各种优点的介绍。

　　铝材加工：端面铣削　　

      在现今的模具制造业中，可以非常普遍地看到模具制造商使用铝材，而不是使用钢材来生产他们的注塑模具，因为铝材的加工和处理都比较容易，供货周转时间更为迅速，而且在大多数情况下，采用铝制模具生产的注塑产品具有更高的质量。铝材所具有的独特性能与模具钢相比，只需要一种较为简单的不同的加工方式。　

     在铣刀及其几何形状的选择方面，我如何知道哪些刀具及几何形状能够适合于我的铝材加工？我应该使用什么样几何形状的刀具？应该选择哪种等级的镶刀片？这些刀具可以比目前正在使用的刀具达到更高的使用寿命吗？　

     选择正确的几何形状。在大多数的铝材加工领域中，我们一般应该选择一种几何形状比较锋利的、能够对材料产生剪切力的刀具，例如采用一个经过磨削的刀刃来加工和切削材料。具有高度正向几何形状的刀具可以降低切削负荷及附着力，同时可以提高镶刀片的使用寿命。　

      选用正确的镶刀片等级（图1）。无论在什么地方加工，铝材都容易产生粘附作用力，因此选用正确的镶刀片等级可以使刀具的使用寿命和表面粗糙度达到不同的效果。在选用带有涂层的镶刀片时，例如标准的CVD或PVD涂层镶刀片可能会形成一种不必要的刀刃聚积物。而采用一种硬质无涂层的镜面式镶刀片则可以延长刀具的使用寿命。目前，许多制造商都可以提供这种技术或某些相类似的技术。

 图1 镶刀片的几何形状与不同等级的正确结
合，可以提高刀具的使用寿命，减少加工周期　

   　然而，还有专门为有色金属材料加工而设计制造的、带有涂层的镶刀片。DLC（类似于金刚石的）涂层和金刚石涂层是两种用于镶刀片的涂料，可以延长刀具的使用寿命和提高加工表面的光洁度。虽然这类涂层材料的成本较高，但可以获得一个更好的表面粗糙度和更长的刀具使用寿命，采用DLC涂层可使刀具的使用寿命提高到2~4倍，而采用金刚石涂层，则可使刀具的使用寿命提高5~7倍。　　

    当选用最佳几何形状与最佳等级有机结合的镶刀片时（图2），您就可以获得更长的刀具使用寿命，很好的表面粗糙度，并可以减少与加工材料之间的附着力。如采用适当的机床和夹紧系统，您还可以最大程度地提高刀具的分度能力。采用某些不带涂层的硬质合金刀具，甚至可以使表面线速度达到4000ft/min以上。

  图2 对于铝材加工而言，采用一个具有锋利刀刃和经过抛光磨削的耐磨镶刀片是十分理想的

模具钢加工：采用高进给率的铣削加工　

   　加工金属时的切削量应该多大？切削速度应该多高？这是今天的模具加工车间中最为常见的一个问题，并由此引出了下一主题：高进给率的金属切削加工。高进给率加工用的刀具可以为您带来加工效率高和经济实惠的优点（图3）。实际上，当您使用高进给率的刀具切削金属时，可以达到比使用普通铣刀快2~3倍的功效。现今生产的许多新型数控机床都比较结实和耐用，而且功率强大，为工程师们使用高进给率技术提供了坚强的后盾。

 图3 具有高进给率的刀具可以让你以更快的速度进
行加工，并允许工程师以更高的效率进行切削加工　　

      高进给率铣削加工通常采用具有多种特点的硬质合金镶刀片，以达到高效加工的目的。在过去的铣削应用领域中，许多模具加工设备经常使用圆形的镶刀片。最近，许多刀具公司制造的镶刀片与过去传统的圆形镶刀片相比，可以达到更高的进给速度。为了能够成功和安全地达到高进给率铣削加工的目的，掌握镶刀片的各种特点是十分关键的。　

　   高进给率的镶刀片通常具有特殊的几何形状。在高进给率的铣削加工中，最常见的是采用三角形的镶刀片。这类镶刀片往往具有较大的刀尖半径，刀片较厚，并具有十分有利的较小接近角度（>45°）。这些特征的互相结合，使工程师能够应用更高的进给速度（以较小的切削深度）。在某些情况下，铣刀的进给速度可以高达0.118in/齿。　　

     市场上销售的几种刀具甚至都提供有经久耐用的双面负向刀片。这些经久耐用的双面负向刀片增强了镶刀片的加工能力。现在，采用带有正向几何形状的负向铣削刀片是一种非常流行的铣削加工方式。　　镶刀片的共同特征是：通常采用比较厚的尺寸，并且具有正向几何形状。应用双面刀片是非常有利的，其最主要的原因是您可以双倍使用镶刀片的有效切削角（这是时尚的绿色环保工作方式）。此外，还可以更多地利用有效的切削刃，因此，现在的镶刀片具有更强大的切削功能。如果使用得当，那么工程师在采用某种负向铣刀时，实际上是可以提高刀具的使用寿命的。实践证明，在某些高进给率铣刀的设计过程中，采用负向设计方式的刀具，与它们相对的单面刀具相比，实际上可降低该刀具的切削力。　　

     在不断发展的模具制造业中，要想保持竞争能力，提高生产力和生产效率是至关重要的。选用正确的刀具将能够使机床发挥出全部效能，使模具制造师能够更加高效和高速的投入到生产之中去。